संपूर्ण आंतरिक परावर्तन: क्रांतिक कोण

1 · भविष्यवाणी

सघन माध्यम (जैसे कांच) से कम सघन माध्यम (जैसे हवा) की ओर यात्रा करने वाला प्रकाश, यदि घटना कोण पर्याप्त तीव्र हो, तो अपवर्तित होने के बजाय पूरी तरह परावर्तित हो सकता है। क्या उच्च अपवर्तनांक ग्लास का क्रांतिक कोण छोटा या बड़ा होता है?

• उच्च अपवर्तनांक ग्लास का क्रांतिक कोण बड़ा होता है।
• क्रांतिक कोण कांच के सूचकांक पर निर्भर नहीं करता है।
• उच्च अपवर्तनांक ग्लास का क्रिटिकल कोण छोटा होता है - कुल आंतरिक प्रतिबिंब अधिक आसानी से चालू हो जाता है।

2 · सेट अप

1. टीआईआर प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएं। प्रकाश कांच से हवा में यात्रा करता है (n₂ = 1.0 स्थिर)।
2. critical-angle रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए ग्लास का अपवर्तनांक सेट करें और क्रांतिक कोण रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए 1 /n₁ (x-अक्ष) के विरुद्ध महत्वपूर्ण कोण θ_c (y-अक्ष) प्लॉट करें।

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, n₂ = 1.0 का उपयोग करके θ_c = asin(n₂/n₁) की गणना करें। तालिका से तुलना करें.
2. बताएं कि उच्च अपवर्तनांक ग्लास (प्रकाश को अधिक मजबूती से मोड़ने वाले) का क्रांतिक कोण छोटा क्यों होता है - कुल आंतरिक प्रतिबिंब घटना कोणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए होता है।

5 · विस्तार

1. ऑप्टिकल फाइबर high-index ग्लास कोर के अंदर प्रकाश को फंसाने के लिए कुल आंतरिक प्रतिबिंब पर निर्भर करते हैं, इसे लगभग बिना किसी नुकसान के फाइबर की लंबाई के साथ उछालते हैं। बताएं कि fiber-optic केबल निर्माता lower-index क्लैडिंग से घिरे high-index ग्लास कोर का उपयोग क्यों करते हैं।
2. हीरे में असामान्य रूप से उच्च अपवर्तक सूचकांक (लगभग 2.42) होता है, जो इसे बहुत छोटा क्रांतिक कोण (लगभग 24 °) देता है। बताएं कि यह well-cut हीरे को शानदार ढंग से क्यों चमकाता है - ऊपर से प्रवेश करने वाली रोशनी बाहर निकलने से पहले कई बार पूरी तरह से आंतरिक रूप से प्रतिबिंबित होती है।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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